XRISM otkriva misterij kozmičkih vjetrova

ESA-ina XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) misija koristila je svoj instrument Resolve kako bi promatrala neutronsku zvijezdu GX13+1, izgorjelu jezgru nekoć veće zvijezde. GX13+1 je sjajni izvor rendgenskog zračenja. Rendgenske zrake dolaze iz diska vruće materije, poznatog kao akrecijski disk, koji se postupno spiralno spušta i udara u površinu neutronske zvijezde.

Takvi dotoci također pokreću odljeve koji utječu na kozmički okoliš i transformiraju ga. Ipak, detalji o tome kako se ti odljevi proizvode ostaju predmetom tekućeg istraživanja. Stoga je XRISM promatrao GX13+1.

S obzirom na neviđenu moć Resolvea da izdvoji energiju dolaznih rendgenskihfotona, XRISM tim je očekivao da će vidjeti te detalje kao nikada prije.

„Kad smo prvi put vidjeli bogatstvo detalja u podacima, osjetili smo da svjedočimo rezultatu koji mijenja pravila igre“, kaže Matteo Guainazzi, znanstvenik projekta ESA XRISM. „Za mnoge od nas to je bilo ostvarenje sna koji smo slijedili desetljećima.“

Budući da mehanizmi koji generiraju vjetrove iz supermasivnih crnih rupa mogu biti u osnovi isti kao oni koji djeluju oko GX13+1, tim je odlučio promatrati GX13+1 jer je bliže i stoga se čini svjetlijim od supermasivnih varijanti crnih rupa, što znači da se može detaljnije proučavati.

Uslijedilo je iznenađenje. Nekoliko dana prije nego što su trebala započeti njihova opažanja, GX13+1 je neočekivano postao sjajniji, dosegnuvši ili čak premašivši teorijski plafon poznat kao Eddingtonova granica.

Princip iza ove granice je da što više materije pada na kompaktni objekt poput crne rupe ili neutronske zvijezde, oslobađa se više energije. Što se energija brže oslobađa, to je veći pritisak koji vrši na drugi materijal koji pada, gurajući ga natrag u svemir. Na Eddingtonovoj granici, količina proizvedene visokoenergetske svjetlosti je u biti dovoljna da gotovo svu materiju koja pada pretvori u kozmički vjetar.

Vjetar nije puhao brzinom koju su znanstvenici XRISM-a očekivali. Ostao je oko milijun km/h. Iako je brz prema bilo kojem zemaljskom standardu, to je odlučno sporo u usporedbi s kozmičkim vjetrovima koji se stvaraju blizu Eddingtonove granice oko supermasivne crne rupe. U toj situaciji vjetrovi mogu doseći 20 do 30 posto brzine svjetlosti, više od 200 milijuna km/h.

„Neviđena rezolucija XRISM-a omogućuje nam da istražimo ove objekte – i mnoge druge – s puno većim detaljima, otvarajući put za sljedeću generaciju rendgenskog teleskopa visoke rezolucije poput NewAthene “, kaže Camille Diez, istraživačica ESA-e.